微量元素铜对植物毒害研究进展
用植物监测Cu2+污染(不良环境对植物的危害)
用植物监测Cu2+污染(不良环境 对植物的危害)
实验目的
了解用高等植物监测Cu2+污染的依据。
学习用高等植物监测Cu2+污染的基本方法。
实验原理
铜作为生物体内蛋白质和酶的结构单位和催化物 质的辅助因子，广泛的分布在植物体中，对于生 物系统的正常生长发育是不可缺少的。 过量的铜则会对植物产生毒害作用，主要表现为： 破坏细胞膜的选择透性，使细胞内离子流失或细 胞外有害离子进入细胞；抑制酶活性，影响植物 体正常的生理生化过程，如细胞核的分裂、呼吸 作用、光合作用。也就是说：当质膜因逆境的伤 害其透性变大时，植物组织外渗液中的电解质特 别是K+含量就会比正常织增大，就可反应出质膜 受损伤的程度，通过电导率大小的测定来判断其 损伤程度。
结果报告
撰写实验报告
根据所测的不同浓度电导率，说明铜离子 对其细胞膜透性的损伤程度。
in再置到摇床摇 30min(50次/min)。 用电导仪分别测出各样品的电导(初始电导S1)并作 记录。 将烧杯中的样品置于电炉上煮沸10min(杀死组织) 待冷却后用蒸馏水定容到原来的体积(杀死组织代 表质膜破坏，电解质全部渗出的情况)。 用镊子将叶片夹出来，再次测定其电导(终止电导 S2)并作记录。 计算不同的处理的植物叶片电导率：电解质外渗 百分率(％)=S1/S2×100%
实验材料及用品
器材：电导仪、电子天平、真空干燥器、 摇床、打孔器、电炉、镊子、玻璃缸、烧 杯、量筒、玻棒、试剂瓶。 试剂：Hoagland培养液，100ppm及200ppm 浓度的铜离子溶液。
实验步骤
提前三天采取女贞树枝若干分别插入三个盛有 Hoagland完全培养液的玻璃缸中，其中一个不含 铜离子，另外两个处理分别含有100ppm和200ppm 铜离子，在自然光条件下培养三天。 三天后将受Cu2+污染和未受污染的植物叶片若干， 洗涤擦干后分别用打孔器打取约1克小圆片，置于 50ml烧杯中，各加蒸馏水20ml，用玻璃棒搅拌， 让叶片与水充分接触，并用标记笔作好水位的高 度。
铜的植物毒性与植物蓄积的关系
文章编号：1008-181X（2000）02-0146-03铜的植物毒性与植物蓄积的关系王狄，李锋民，熊治廷，郑振华（武汉大学环境科学与工程系，武汉 430072）摘要：重金属是一类重要的环境污染物，铜是其中毒性大、分布广的一种。
本文介绍了铜对植物的毒性与植物蓄积之间的关系，认为植物对铜的蓄积部位和络合方式能极大地影响铜的毒性。
过量的铜能影响细胞膜的透性和细胞内酶系统的活性，影响光和色素的合成及光合作用过程。
细胞壁是植物蓄积铜的重要部位；植物体内的络合物质能在细胞内将铜络合而解毒。
关键词：铜；毒性；植物蓄积；关系中图分类号：X171.5 文献标识码：ARelationship between Copper’s Toxicity and PhytoaccumulationWANG Di, LI Feng-min, XIONG Zhi-ting, ZHENG Zhen-hua( Department of Environment Science and Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China )Abstract: Heavy metals are important pollutants and copper is one of them with high toxicity and wide-spreaded. This paper shows the relationship between copper’s toxicity and its phytoaccumulation. We find that excessive copper can decrease the membrane integrity and the activity of enzymes. At the same time, copper can change the synthesis of chlorophyll and the efficiency of the primary photochemical reactions in PSⅡ. The chelating location of copper in plants can highly effect its toxicity and the cell wall take an important part in copper detoxing. MT and PC are the most important intracellular copper chelators.Key words: relation; copper toxicity; phytoaccumulation随着工业、农业、交通等领域含铜污染物的大量排放，铜已成为一种重要的环境污染物。
高等植物对铜爆发毒剂的胁迫响应
高等植物对铜爆发毒剂的胁迫响应高等植物是自然界中最为重要的生物之一，而在日常生长过程中，植物会接触到很多环境中的有害物质，包括重金属。
而铜是一种在自然界广泛存在的重金属元素，不仅存在于矿产中，也常见于许多化学产品中。
但是，高浓度的铜元素在植物根系中会形成铜胁迫，这种胁迫可能会引起植物生长受到限制，直到死亡。
植物对铜胁迫的反应是一个重要的研究领域，科学家们对此进行了深入的研究。
铜可以被高等植物吸收，且有证据表明铜元素存在于植物的不同生长部位。
好在许多植物具有吸收铜元素的特异性，这可以确保它们在铜元素含量高的环境中生长，从而适应环境。
然而，如果植物根系中的铜元素浓度超过一定水平，它会对植物生长过程产生负面影响。
这种铜酸性敏感性可能与铜元素在植物中的土壤pH值有关，因为酸性土壤中的铜元素对植物的影响更大。
这一点说明了针对植物与铜元素互动的研究必须考虑土壤环境。
植物研究中的相关问题也变得更加复杂：植物通过不同的铜离子吸收通道将铜吸收到植物体内。
一些研究表明，高等植物中具有铜离子吸收的各种方式。
例如，铜可以通过高亲和力铜离子吸收器，在植物根系的外皮层中吸收到，也可能通过其他非规则通道或镁离子（Mg2+）来提高根系对铜元素的吸收。
此外，植物体内还拥有一些转运蛋白，这些转运蛋白可以将金属元素从根部转移到植物的不同组织中。
研究表明，植物拥有不同的转运蛋白优势，在胁迫过程中植物可调整各个转运蛋白表达的强度或活性，从而以最大限度吸收铜元素。
对铜胁迫反应的研究不止停留在植物对铜元素的吸收上。
研究表明，植物对铜元素的反应还涉及下游的代谢调节。
植物细胞具有许多调节代谢的机制，这使植物能够在适应铜胁迫的同时，保持细胞代谢的平衡。
与这种平衡相关的一些代谢活动包括抗氧化物质合成、酸类的细胞壁成分合成以及内源性激素体系的调节等。
铜胁迫对植物基因表达和转录因子级别的调节作用也是深入研究的方向。
近年来，分子生物学技术的发展使科学家能够灵活地诱导植物模型，通过研究各种基因变异植物对铜胁迫的反应和外观进行比较。
Cu 铜元素对植物生长的影响
四· 参与氮素代谢，影响固氮作用
在蛋白质形成过程中，铜对氨基酸活化及蛋白质合成有促进作用。 铜还有抑制核糖核酸酶活性的作用，从而保护核糖体，促进蛋白质合成。 铜对共生固氮作用有影响，缺铜时，根瘤内末端氧化酶活性降低， 同时也使根瘤细胞中氧的分压提高，从而影响固氮能力。
当氮肥用量过高时，会加剧植物缺铜。
淡黄色外层鳞叶的缺铜洋葱球茎（右）和正常的洋葱球茎（左）
洋葱缺铜不同程度对比：从左至右为 不施铜、低、中、高施铜地块的鳞茎， 颜色由浅至深，鳞片由薄至厚
苹果树缺铜
烟草缺铜：花头下面的茎下弯，落花。
糖甜菜缺铜，绿色叶脉开始变白
EDTA螯合铜 产品简介 EDTA螯合铜：铜含量15%，蓝色粉末（水溶性100%）。 主要用于农业微量元素。本品能促进作物器官的生长发育， 提高植物体内多种酶的活性和叶绿素含量，增强固氮作用， 保花保果，促进细胞分裂和果实膨大，令果实色泽亮丽， 提高品质对蛋白质的合成能起良好作用。 按植物对缺铜高度敏感的有：大麦。小麦。洋葱。菠菜。胡萝卜。甜菜。苏丹草。 柑桔。向日蔡。葡萄柚等。 对缺铜中度敏感的有：玉米。高梁。芹菜。黄瓜。萝卜。 番茄。棉花。草莓。苹果。梨。桃等。 施用方法：2500倍-3500倍，一般需要喷施2-3次， 间隔7-10天喷一次，及叶面喷施或冲施。
3.对细胞膜透性的影响
植物吸收过量Cu，会对细胞膜及多种细胞器的膜系统产生伤害。 当Cu2+浓度在500mg/Kg以上时，可使水花生非电解质外渗率在2d内明显上升。 700mg/Kg处理时则在8d内始终保持上升。 三叶草叶片外渗液电导率则随溶液中Cu浓度的增加而先增加后减少再速增，
总体仍呈上升趋势。
高粱缺铜，施用0、8.8、22.2毫克铜/盆的高粱幼苗，注意弯曲 下垂的叶片，特别是叶尖。
铜的植物毒性与植物蓄积的关系
文章编号：1008-181X（2000）02-0146-03铜的植物毒性与植物蓄积的关系王狄，李锋民，熊治廷，郑振华（武汉大学环境科学与工程系，武汉 430072）摘要：重金属是一类重要的环境污染物，铜是其中毒性大、分布广的一种。
本文介绍了铜对植物的毒性与植物蓄积之间的关系，认为植物对铜的蓄积部位和络合方式能极大地影响铜的毒性。
过量的铜能影响细胞膜的透性和细胞内酶系统的活性，影响光和色素的合成及光合作用过程。
细胞壁是植物蓄积铜的重要部位；植物体内的络合物质能在细胞内将铜络合而解毒。
关键词：铜；毒性；植物蓄积；关系中图分类号：X171.5 文献标识码：ARelationship between Copper’s Toxicity and PhytoaccumulationWANG Di, LI Feng-min, XIONG Zhi-ting, ZHENG Zhen-hua( Department of Environment Science and Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China )Abstract: Heavy metals are important pollutants and copper is one of them with high toxicity and wide-spreaded. This paper shows the relationship between copper’s toxicity and its phytoaccumulation. We find that excessive copper can decrease the membrane integrity and the activity of enzymes. At the same time, copper can change the synthesis of chlorophyll and the efficiency of the primary photochemical reactions in PSⅡ. The chelating location of copper in plants can highly effect its toxicity and the cell wall take an important part in copper detoxing. MT and PC are the most important intracellular copper chelators.Key words: relation; copper toxicity; phytoaccumulation随着工业、农业、交通等领域含铜污染物的大量排放，铜已成为一种重要的环境污染物。
铜离子对环境和生物的影响研究
铜离子对环境和生物的影响研究近年来，随着人类活动的不断增加，环境污染问题日益凸显，特别是重金属污染问题更是牵动人心。
铜离子作为一种不可或缺的微量元素，在环境中广泛存在，但过量的铜离子却会对环境和生物造成危害。
首先，铜离子对环境的影响主要是污染。
铜离子可以通过人为和自然方式进入水体、土壤、大气等环境中，过量的铜离子会破坏自然界中生态系统平衡，引起环境污染，造成生态环境的不可逆转性损害，这也是当前需要重点关注的问题之一。
其次，铜离子对生物的影响主要是毒性作用。
铜离子在一定范围内是维持生命所必需的微量元素，但当其超过生物体正常需要量时，就会对生物体造成毒性作用。
铜离子对细胞膜和蛋白质的结构和功能产生影响，导致生物体衰老、病变，对人类的健康也会造成一定的威胁。
另外，铜离子的生物毒性并非完全是负面的，还具有一定的生物学活性。
最近的一些研究发现，适量的铜离子能够刺激人体免疫系统，提高抗病能力。
这为铜离子的应用提供了新的思路和方向。
总的来说，铜离子在环境和生物体内的作用具有双重性，既有益又有害。
因此需要科学探索铜离子对环境和生物体的影响机制，制定合理有效的管理和控制策略。
同时要保证适量的铜离子对人体的健康有益，避免铜元素的缺乏对人类的健康产生不利影响。
大量的研究表明，不同形态、浓度、pH及其他环境因素均会影响铜离子的毒性，因此深入了解铜离子的毒性机制及影响因素显然具有重要意义。
未来的研究应当重点关注以下几个方面：1.研究铜离子对生物体的富集、化学形态变化及分布规律，揭示铜离子生物转化和归宿机制。
2.建立铜离子与生物体的相互作用模型，试图解释和模拟铜离子进出生物体的动态变化过程。
3.研究不同物种对铜离子的敏感性差异及其影响机制，以了解铜离子对不同生物体的情况和差异。
4.研究铜离子与其他污染物质之间的相互作用，探究铜离子在其他污染物质存在情况下的毒性特征，深入认识铜离子对于生态环境的影响。
5.在环境和工业浓度下，利用现代技术手段，如计算机模拟等，研究铜离子在不同介质中的运移和分布过程，为铜离子的环境监测和精准控制提供科学依据和技术支持。
铜离子胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的毒害的开题报告
铜离子胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的毒害的开题报告一、研究背景铜离子是一种重要的微量元素，对植物生长发育有重要影响。
但是，高浓度铜离子会对植物造成毒害。
小麦是我国主要的粮食作物之一，小麦种植的适宜土壤中含有适量的铜元素。
但在某些环境下，如工业污染和过度施用农药等，土壤中的铜含量可能会超标，导致小麦植株受到毒害。
因此，研究铜离子对小麦种子萌发和幼苗生长的毒害机制，对于了解铜离子的生态毒理学效应，促进小麦耕作中的环境保护具有重要意义。
二、研究目的通过研究不同浓度铜离子处理下的小麦种子萌发和幼苗生长，探究铜离子对小麦生长发育的毒害机制，为今后大规模小麦种植提供科学依据。
三、研究内容1. 不同浓度铜离子处理下小麦种子的生长状况观察在不同浓度的铜离子处理下，观察小麦种子萌发的速度和比率，并记录萌发率、根长、干重等生长指标，评估铜离子对小麦种子生长的影响。
2. 铜离子胁迫对小麦幼苗生长的毒性影响在不同浓度的铜离子处理下，观察小麦幼苗的生长状况，包括根长、叶面积、干重等指标，并探究铜离子胁迫对小麦幼苗生长的毒害机制。
四、研究方法1. 实验材料实验所使用的小麦种子为常用品种，来自于本地农业基地。
2. 实验程序（1）处理小麦种子：将小麦种子进行清洗后，将其分别置于不同浓度铜离子溶液中（0、2、5、10、20和50 mg/L），在恒温恒湿环境下观察种子萌发及生长情况。
（2）处理小麦幼苗：将小麦种植在含有不同浓度铜离子的培养基中，观察幼苗生长及根系生长情况，包括根长、叶面积、干重等指标。
（3）数据处理：用SPSS软件对实验数据进行统计分析与图表制作，探究铜离子对小麦生长发育的影响。
五、研究意义该研究将对铜离子对小麦生长发育的毒害机制进行深入探讨，并为今后农业生产提供科学依据。
同时，也有助于提高公众对环境保护和生态平衡的认识和意识。
微量元素铜对植物毒害研究进展
微量元素Cu对植物毒害研究进展摘要:随着含Cu杀菌剂的大量使用及工业“三废”排放量的增多,植物遭受Cu毒害的现象也越来越普遍。
本文综述了当前国内外微量元素Cu在植物中的研究:(1)Cu对植物生长的影响：（2）Cu在植物中的分配及忍耐值;(3)植物对Cu毒害的生理生化反应;(4)植物对Cu毒害的抗性及Cu毒害的治理污染对高等植物生理毒害的研究近况,探讨了Cu过量对植物光合作用、细胞结构、细胞分裂、酶学系统和其他营养元素的吸收等的影响,并探讨了该方面研究存在的不足及其展望。
关键词；铜：铜毒害：酶：植物：Cu既是植物生长发育必需的微量营养元素,又是环境污染的重金属元素〔1〕。
适量的Cu对植物正常的生理代谢及产量的提高、品质的改善都有重要意义。
它还是多酚氧化酶、细胞色素氧化酶及抗坏血酸氧化酶等多种酶类的组成成分之一。
另外，Cu还与光合作用有关。
因而,它对植物正常的生理代谢及生长发育、作物产量的提高、品质的改善都有重要意义。
但由于植物正常生长需要少,且土壤中含有一定量的Cu,污水灌溉、施用污泥和农药、开矿等也增加了土壤中的Cu 含量,给植物生长带来危害。
含Cu杀菌剂(蓝矾、波尔多液)是国内外果园使用历史较久的常用农药,使用量大、频度高。
已有报道表明,喷落于土壤中的Cu只有极少一部分可被水淋溶,因此土壤中的Cu逐年积累,高于背景值几到几十倍。
Hirst et al[2]早在1961年就提出Wisbech附近苹果园土壤Cu严重积累的问题。
巴西可可种植园使用波尔多液0、5、16天后表层土壤的Cu含量分别为18.6、464.7和993.3 mg·kg-1[3]。
法国部分葡萄园长期使用波尔多液,土壤Cu含量高达1280 mg·kg-1;英国部分苹果园土壤Cu含量高达1500 mg·kg-1;新西兰Cu污染严重的土壤中Cu含量竟高达8000 mg·kg-1[4]。
Cu严重影响了果树生长,破坏了生态环境,危害了人类的身体健康。
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微量元素Cu对植物毒害研究进展摘要:随着含Cu杀菌剂的大量使用及工业“三废”排放量的增多,植物遭受Cu毒害的现象也越来越普遍。
本文综述了当前国内外微量元素Cu在植物中的研究:(1)Cu对植物生长的影响：（2）Cu在植物中的分配及忍耐值;(3)植物对Cu毒害的生理生化反应;(4)植物对Cu毒害的抗性及Cu毒害的治理污染对高等植物生理毒害的研究近况,探讨了Cu过量对植物光合作用、细胞结构、细胞分裂、酶学系统和其他营养元素的吸收等的影响,并探讨了该方面研究存在的不足及其展望。
关键词；铜：铜毒害：酶：植物：Cu既是植物生长发育必需的微量营养元素,又是环境污染的重金属元素〔1〕。
适量的Cu对植物正常的生理代谢及产量的提高、品质的改善都有重要意义。
它还是多酚氧化酶、细胞色素氧化酶及抗坏血酸氧化酶等多种酶类的组成成分之一。
另外，Cu还与光合作用有关。
因而,它对植物正常的生理代谢及生长发育、作物产量的提高、品质的改善都有重要意义。
但由于植物正常生长需要少,且土壤中含有一定量的Cu,污水灌溉、施用污泥和农药、开矿等也增加了土壤中的Cu 含量,给植物生长带来危害。
含Cu杀菌剂(蓝矾、波尔多液)是国内外果园使用历史较久的常用农药,使用量大、频度高。
已有报道表明,喷落于土壤中的Cu只有极少一部分可被水淋溶,因此土壤中的Cu逐年积累,高于背景值几到几十倍。
Hirst et al[2]早在1961年就提出Wisbech附近苹果园土壤Cu严重积累的问题。
巴西可可种植园使用波尔多液0、5、16天后表层土壤的Cu含量分别为18.6、464.7和993.3 mg·kg-1[3]。
法国部分葡萄园长期使用波尔多液,土壤Cu含量高达1280 mg·kg-1;英国部分苹果园土壤Cu含量高达1500 mg·kg-1;新西兰Cu污染严重的土壤中Cu含量竟高达8000 mg·kg-1[4]。
Cu严重影响了果树生长,破坏了生态环境,危害了人类的身体健康。
但随着近年来,电镀、铝铜材、地砖、印染、化工等重金属污染型工矿企业遍布城乡,工业“三废”、城市垃圾等排放及其农用化学品应用的日趋广泛,高Cu杀菌剂、杀虫剂、化肥等不合理的使用,采用高Cu饲料也使得高Cu畜粪等大量涌入农田,土壤环境Cu污染日益严重,植物的Cu毒害问题逐渐显现[1,21],引起植物Cu中毒及环境污染的报道也愈来愈多,并逐渐引起了国内外有关人士的注意。
1、Cu对植物生长的影响1.1营养生长微量的Cu对植物生长具有促进作用.一般植物叶片的正常Cu含量为5-30 mg·kg-1,高于30 mg·kg-1时则可能引起中毒[5]。
Cu对植物毒害效应的表现之一是抑制生长[6,7]。
刘春生等[8]研究表明,褐土施加过量Cu会抑制苹果新梢的伸长,其抑制程度随Cu施入量的增加而加剧。
土壤施加高剂量Cu的苹果叶片网纹状失绿,呈黄色或黄白色,叶片边缘褐色干枯,严重时部分叶片枯死。
酸性土壤施Cu 过量或波尔多液残留累积会引起柑橘树皮开裂和流胶;反复喷施波尔多液会使树体生长减缓,出现部分落叶,枝梢枯萎,甚至全树死亡[9]。
过量Cu还可引起柑橘须根腐烂,干粗和树冠容积减小。
Alva et al[10]亦指出,随外源Cu浓度的增大,柑橘幼苗枝叶和根的干重显著下降,植株体内的Cu含量增加,其中根Cu的增加幅度比茎叶更为显著。
用高剂量Cu处理茶树幼苗,叶片先从叶脉开始产生褐变,然后再扩展至叶肉部分;用3.2μmol·L-1Cu溶液处理植株40天,40%植株死亡,再过2天,植株叶片全部脱落,茎逐渐干枯死亡[11]。
在种子萌发和幼苗生长期,紫云英在高Cu浓度下,胚轴畸形,根尖上翘、变色腐烂,最后因生长点吸水困难而死亡。
植株Cu毒害主要表现在生育迟缓、矮小,主根生长不良,原生根呈褐色且粗短,根毛变少[6]。
过量Cu还会降低紫云英根瘤的数量[12]。
黄瓜幼苗遭受Cu害时,植株矮小,嫩叶严重失绿,主根不伸展,侧根呈瘤状突起,整个根系呈褐色[13]。
用12μmol·L-1CuSO4处理萝卜,对植株根系生长有明显的抑制作用,植株根系短、根数少、干重小[14]。
用50μmol·L-1Cu溶液处理紫花香薷,其各部分(尤其是根系)干物质量有减少趋势;当Cu浓度增加到200μmol·L-1时,其地上部分干物质减少了48%[15]。
水稻根部累积高浓度Cu后,稻根生长受抑制,根系变粗,根毛少,呈深褐色,影响根系对养分的吸收,从而导致水稻生长发育不良,生育期推迟,谷粒不饱满,造成减产[16]。
小麦遭受Cu毒害时,生长前期株高和分蘖受抑.土壤施入>300 mg·kg-1Cu溶液时,小麦逐渐开始出现中毒症状,先是叶片尖端发黄失绿,后变为紫红色,严重时部分叶片枯死[17]。
在莴苣定植2周后,酸性土施入≥100 mg·kg-1Cu溶液,莴苣表现出植株矮小、叶片数少、新生叶片小、老叶枯萎、嫩叶失绿发黄、心叶呈蓝绿色等受害症状[18]。
在Cu、Zn共同胁迫下,萌芽14 d的大豆上胚轴伸长及鲜重均低于对照,而且产生了以丁二胺为主的多胺物质[19]。
环境中Cu水平的升高对紫浮萍的生长有明显的抑制作用,不论是干重还是鲜重都有随Cu浓度升高而降低的趋势,干重受Cu的影响更为明显[20]。
不同植物忍受Cu毒害的程度不同.当外源Cu质量分数>104 mg·kg-1时,番茄植株干重减小,叶片Cu含量达34 mg·kg-1[21].水稻幼苗遭受Cu毒害,Cu质量分数的临界值为35.1 mg·kg-1[22]。
当土壤Cu含量为75 mg·kg-1时,莱芜难咽、八棱海棠和平邑甜茶3个品种苹果砧木产生毒害,植株变矮、主干变细、生长量变小;而对海棠果则有促进生长作用[23]。
1.2生殖生长有人认为Cu可以抑制植物的器官分化[24-27],但也有人认为Cu在控制剂量下可以提高花芽分化率[28]。
在黄瓜的组织培养中,子叶在不供给Cu或全程供应高浓度Cu(0.4μmol·L-1)条件下均不能分化花芽,表明Cu是花芽分化所必需的元素之一,长期供应高浓度的Cu会使植物受到毒害,从而抑制花芽分化[29]。
过量的Cu降低了莴苣中VC和水溶性糖含量[18]。
酸性紫色土加入50 mg·kg-1Cu溶液,莴苣中VC 的含量仅是对照的68%。
反复喷施波尔多液可使柑橘果实变小,产量降低[9].过量的Cu可使柑橘的结果数减少[30]。
轻微的Cu中毒,就会导致柑橘品质下降.Cu可抑制种子发芽,Lyanguzova[31]研究了Cu对欧洲越橘种子发芽和实生苗生长的影响,结果表明,160μmol·L-1Cu会延缓种子发芽和抑制实生苗生长。
1.3植物Cu中毒的症状关于植物Cu中毒的症状,不少文献均有报道,而主要表现在生长受阻、作物减产上。
在高Cu浓度下,紫云英种子萌发和幼苗生长期,可观察到胚轴畸形,根尖上翘,变色腐烂,最后因幼芽吸水困难而死亡。
在其生长发育上,Cu毒害主要表现在生育迟缓,植株矮小,主根生长不良,原生根呈褐色且粗短,根毛变少。
过量Cu还会降低紫云英根瘤的数量。
高浓度的Cu在水稻根部累积后,会使稻根生长受抑制,根系变粗,根毛少,呈深褐色,影响根系对养分的吸收,从而导致水稻生长发育不良,推迟生育期,谷粒不饱满,造成减产。
国外的文献报道也有类似情况。
有人发现水稻Cu中毒不生次生根且使生物量降低〔23〕。
小麦遭受Cu毒害时,表现为生长前期的株高和分蘖受抑。
Cu处理高于300mg/kg土时,小麦逐渐开始出现中毒症状,先是叶片尖端发黄失绿,然后变紫红色,严重时部分叶片枯死。
在Cu锌共同胁迫下,出芽14d的大豆上胚轴伸长及鲜重均比对照降低,而且产生了以丁二胺为主的多胺物质〔35〕。
黄瓜幼苗遭受Cu害时,植株矮小,嫩叶严重失绿,主根不伸展,侧根只停留在瘤状突起状态,整个根系呈褐色。
植物Cu中毒时往往伴随失绿症和生长受阻。
失绿症可能是由于缺铁引起,叶面喷施铁肥或螯合态铁可减轻失绿症。
Sandmann报道在Cu毒害下,藻类植物的光合及其生产量下降〔22〕。
光合下降的原因是Cu毒害抑制了光合电子的转移,而且破坏了光系统Ⅱ的作用中心所致。
Patsikka发现,过量Cu影响光抑制和光修复之间的平衡,导致受光照叶片的光系统Ⅱ活跃中心稳定的电子浓度下降〔27〕。
黄瓜水培液中Cu浓度大于10mg/L时,叶绿素a、b总量可下降60%。
在Cu2+浓度为2.0mg/L时,发芽22d的卷心菜叶绿素a、b分别下降82%和86%〔31〕。
生长受阻则是多种因子作用的结果。
2、Cu在植物中的分配及忍耐值植物受Cu毒害的最初部位是根[32]。
过量的Cu积累于根部导致根的伤害,从而影响整个植株的生长。
水稻各器官Cu累积量随土壤施Cu量的增加而增加,其分配规律为:根>茎叶>糙米。
从水稻各器官对Cu的吸收率(该部位Cu含量与土壤Cu全量的比值)来看,同一水平下吸收率按根→茎叶→糙米的顺序递减;同一水稻器官吸收率自下而上呈下降趋势,反映出金属离子不易向地上部位转移的特点[33,34]。
莴苣[18]和紫云英[6]根系Cu含量高于地上部分,其分布规律是根>叶>茎.甘蓝在高浓度Cu培养液(20μmol·L-1)中,茎的相对生长量大于根.在2个卷心菜品种6 d的Cu胁迫培养中,茎叶Cu含量比对照高6倍,而根Cu含量比对照高50倍[35].黎耿碧等[36]发现,2个柑橘品种CM和SC小苗对Cu的吸收都表现为随着营养液中Cu浓度的提高而呈线性增加,而且根系Cu的积累大于枝叶.王威等[37]在研究Cu对大蒜的影响中也观察到了同样的结果.这与植物对其他重金属元素毒害的一般响应模式一致[38,39].Cu进入植物体后与体内有机组分结合生成稳定的配位化合物,大部分富集于根部,所以难以向地上部运输.植株内的Cu具有一定的移动性,能够被重复利用.不同品种植物其吸收Cu的特性及在体内的运输均有所不同.2个柑橘品种SC和CM小苗,在相同条件下,SC茎叶中的Cu浓度大于CM,这说明SC 根转移Cu到地上部的能力大于CM[10]。
Fernando et al[22]指出,植物吸Cu过程可分为慢速和快速2个阶段.当外界Cu浓度很低(0.01μmol·L-1)时,作物吸收Cu的速度很慢,其体内的Cu浓度很低;当外源Cu浓度增大时,吸收速度加快,组织中的Cu含量迅速上升。
在植物不同生育期,Cu积累的部位发生变化.如甜菜在生育期Cu含量由高至低的顺序为叶片、叶柄、块根,而在糖分积累期则块根Cu含量最高[40]。